露天金属矿山边坡稳定性影响因素及防治措施

范国敏，吕海栋

（中国黄金集团内蒙古矿业有限公司，内蒙古 满洲里 021400）

1 露天矿山边坡稳性影响因素分析

（1）岩石自身的结构以及特点。岩石自身的特征一般情况下包括重量、孔隙程度、内部聚合力以及抗压和抗剪强度。这些岩石的自身特征对于露天矿山的边坡稳定性有着一定程度上的影响，最为明显的还是岩石抗剪强度，这一点对于边坡会否滑动继而产生滑坡事故有着最为直接的影响，一般情况下边坡的稳定程度和抗剪强度之间呈现出一种正比例关系。岩石的地质构造、节理裂隙、软弱夹层等对边坡稳定性的影响非常大，当节理面埋深较浅且节理面与边坡坡面近似平行时，边坡最容易发生半滑坡或全滑坡[1]。

（2）采矿活动的影响。在进行采矿活动的过程中，对于边坡稳定性的影响因素主要包括因爆破而诞生的震动以及附加荷载、开采工作的实际顺序以及方向推进。在进行露天矿山的爆破环节时，会对边坡中岩石的实际应力造成一定的影响，在这个应力的集中区域不断扩大并达到一定程度之后，就会相应的引发边坡滑坡事故[2]。爆破工作而产生的震动荷载主要决定因素就是边坡自身接收到的振动频率以及速度。这里提及到的附加荷载指的就是与矿产资源开采相关的设施以及废弃用料因为自身重量而对矿山整体带去的荷载，这个荷载同样也会对边坡的稳定性产生相应的影响。除此之外，矿山开采工作的顺序以及方向也会对边坡的稳定性产生一定的影响。开采的顺序不合理或者是采取掏采的方式进行矿产资源开采，就会导致诸多空洞等现象的出现，同样会影响到边坡整体的稳定性。

（3）水分对于边坡稳定的影响。在对于露天矿山边坡稳定性的实际影响因素中，水分对其的影响主要对其岩石的冲刷以及侵蚀现象，并且尤为以地表水的影响最为明显。这种影响还主要集中在雨季以及冰雪消融的季节上[3]。在这些水分不断的侵入中，岩石自身裂缝就会受到充水的影响，使得原有的裂缝逐渐扩大，岩石所原有的约束力也就自然而然的失去了效果。岩石自身被水分侵入之后，边坡中的岩石会发生相应的软化现象，也就是岩石的溶解性，就直接降低岩石原有的强度，继而降低了整体边坡的稳定性。除此之外，岩石的抗冻性也是影响边坡稳定性的一项重要因素，由于构成岩石的各种物质之间的膨胀系数不同，当温度变化时，岩石内部各种物质胀、缩不均导致岩石结构破坏，从而降低岩石强度。

（4）岩石自然风化的相关影响。在对露天矿山边坡稳定性有所影响的因素中，还包括如下的几个方面：第一，边坡自身岩石的构造力。在这个影响因素的实际作用中，岩石自身的构造力而附带的应力主要还是在触发式以及累积式的效应中体现最为明显。第二，岩石自身的风化作用。在露天矿山附近的空气、温度、降水量以及积雪等自然因素的共同影响下，岩石十分容易发生风化现象，最终致使岩石原本以及因为构造力而产生的结构面进行相应的扩大。

2 解决当前露天矿山边坡失稳问题的具体对策

（1）地质勘查工作力度的增强。在进行露天矿山的资源开采工作之前，需要交由专业的地质勘查工作人员借助于相关仪器，对矿山附近的地质条件进行全面细致的地质勘查工作，并将最终得到的结果编制成相应的报告，对于矿山附近的地质条件的总体情况、地质较为薄弱之处以及资源的分布方向和水分流量的实际变化等方面在报告中予以详细的描述，使得矿山的管理人员对于整体地质条件形成一个全面立体式的了解。并在这些实际数据的支持下对矿产资源开采的具体顺序以及开采方向做出合理的规划。除此之外，还需要借助于现代技术的帮助，完善自身的边坡监测系统，通过使用诸如微震监测、GPS、三维激光扫描仪、边坡雷达等监测技术，掌握边坡稳定性的变化规律，并通过对监测数据的深入研究介意采取对应的防治措施，提升边坡的稳定性。

（2）矿山附近排水系统的对应完善。通过对地表以及地下水资源具体流量的实际变化，针对地表水资源对岩石的冲刷以及侵蚀，可以通过建设相应的引水以及排水渠将这部分因为雨季或者是冰雪融化的水分引入到平原地区的地下或者是河流之中，将地表水资源对边坡中岩石的冲刷以及侵蚀作用降至最低。除此之外，对于地表和地下水分的渗入而造成的岩石原有裂缝扩大的问题，可以建设相应的防渗工程，这种防渗工程在防止岩石自身的风化方面也起着一定的作用。无论是排水工程或者是防渗工程，在正式施工之前，都需要对地下水或地表水的流量以及渗透量的实际数据全面的掌握，对于工程各个方面按照矿山地形特征制定出合理、科学、经济的工程实施方案。

（3）采矿行为以及方式的规范化。在地质勘查工作得到的相应数据的支持下，首先对整体的开采顺序以及具体开采方向及其延伸做出符合地质条件特点的规划。此外，对于爆破的方式的选择也需要进行综合考虑之后予以确定，在进行爆破的工作的时候，除了方法得当之外，最好也将爆破工作划分成不同的层次，将炸药的用量始终控制在一个合理安全的范围之内。此外，对于因为施工设施以及开采废料堆积而产生的附加荷载，开采方需要做到对开采设施进行统一的停放管理，避免随处停车的现象，同时对于生活以及开采废料进行定期的清理，将附加荷载始终控制在一个合理的范围之内，将这方面对边坡稳定性的影响降至最低。并且在开采过程中严禁掏采现象的出现，避免因为空洞过多而造成边坡滑坡、坍塌等问题。

（4）选取合适的边坡失稳防止措施。除了预防措施之外，对于一些已经存在失稳问题的边坡，需要对其进行相应清理以及修整工作，也就是将边坡上的一些堆积物进行清理，对于已经出现崩塌现象的边坡进行相应的修整，对这些边坡做出相应的平整以及刷帮工作，将这些已经有所崩塌的边坡的形状进行更改，从而提升其稳定性。此外，对于一些自身岩石构造、节理以及裂隙上有所缺陷的容易发生边坡滑坡或者是崩坍现象的一些地质构造附近的边坡，需要采取诸如抗滑挡墙、抗滑桩、边坡注浆等人工干预加固边坡的方式，做到将边坡的稳定性进一步提升。同时也需要对其开展定期的巡查以及维护工作，确保这些加固工程的持久性。

3 总结

露天矿山边坡监测只能起到数据采集、传输、处理、分析、存储和预警等作用，减少或避免边坡灾害造成的损失，而不能从根本上抑制边坡灾害的发生。要想避免边坡灾害的发生，首先要根据边坡实际地质情况及稳定性影响因素制定防治措施。因此，就需要通过相应的地质勘查工作力度提升、防排水系统的完善、采矿行为的规范、在线监测预警系统的建立和数据分析以及针对边坡失稳采取相应的防治措施，防止或减小边坡灾害对采矿造成的损失，借此来确保矿产资源的合理安全开采。